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“纳米”是英文namometer的译名,是一种度量单位,1纳米为百万分之一毫米,也就是十亿分之一米,约相当45个原子串在一起的长度.几十个原子、分子“组合”在一起时,表现出既不同于单个原子、分子的性质,也不同于自然常态里物体的性质.如果“组合”成新的材料,它的硬度比钢大N倍,而重量轻如棉花,用它来制造各种交通工具和用作建筑材料,人类世界会变的何等模样
纳米产品没有那么神
就目前的发展情况来看,这种深远的影响只能在未来才能实现,并不是现在.不夸张地说,今天的纳米技术,只相当于信息技术上世纪50年代时的发展水平,人们研究纳米基本尺度现象的工具和对之理解水平还只是很初步的,目前尚有很多有关纳米的基础科学问题未找到答案.国际科技界普遍认为,纳米产生革命性的影响,将是二三十年以后的事情.
例如,在洗衣机的某些部件上加一超细颗粒的涂层,可以保护零部件,延长机器的使用寿命.具有这种性能的洗衣机被某些商家宣传成了“超强除菌的纳米洗衣机”.还有,所谓的纳米冰箱,只不过是往制作材料里添加了一些氧化钛细粒,从而产生一定的抗菌性能,而到了商家的嘴里,就变成了“纳米冰箱能在食物储藏过程中有效杀死食物中的细菌甚至能分解蔬菜中的农药”等等不负责任的广告.
经常听说某纳米服装可以保暖、防水、防油,背后暗藏着什么玄机呢其实,商家只是将达到纳米尺寸的粉体分散进高分子黏结液,再把面料浸入其中,经过一定的温度和时间达到干燥和韧化,而制成千凝胶膜.由于纳米黏结液很容易进行化学或物理改性,因而可以大幅度改变织物的性能而使之具备某些功能.其实,这并非只在纳米时代才能做到,也不是只有纳米技术才能做到.有商家说纳米服装能够增强保暖,这在理论上是不可能的,因为现在还没有发现一种物质能够把热分子抓住.为什么我们炒菜时能闻到香味因为空气分子是流动的,既然是流动的,如何能保住暖除非是金属做的,能使分子无法出来.至于“纳米内衣”和“纳米水杯”宣称能杀菌、治病,就更无科学依据可言了.
还有市场上的护肤液、粉底液、日霜、晚霜、洗面乳等等,宣传中喊着“传承国际高尖端科学的纳米技术保您容颜不老”,甚至某国际知名品牌竟称其某产品因为有了纳米原维生素,而能产生立竿见影的美容效果.其实,现在所宣传的纳米化妆品实际上是将护肤品中的某些有效成分被加工成纳米级的规格后,在一定程度上提高了功效,目前已经被证实的是,防晒品中如果含有纳米级规格的成分,会在功效上有明显提高.因为防晒品的有效成分是二氧化钛,当其被加工为几十个到一百个纳米的规格后,能增强屏蔽功能,更好地防止紫外线伤害.但并不是所有的护肤成分都可以“纳米化”,因为有些成分并不能在微小化之后具有比普通颗粒更强的效果,甚至会适得其反,得不偿失.
细胞就象一个个“纳米车间”
人体每一个细胞都是一个活生生的纳米技术应用的实例.因为构成细胞的物质一般都在纳米量级水平.如果把细胞中的细胞器和其它的结构单元看作是执行某种功能的“纳米机械”,那么,细胞就象一个个“纳米车间”.细胞的新陈代谢都是“纳米工厂”的典型例子.在纳米量级水平研究生命现象(包括生老病死、治病保健、延年益寿)的医学就是纳米医学.
纳米医学的研究内容十分广泛,凡是与人类生理、病理和医疗有关的内容它都涉及.归纳起来,主要有以下几个方面：
基础医学领域
在分子、原子水平对物质进行直接观察,生物学上对DNA、蛋白质进行形态分析；直观下的分子剪辑、DNA特殊位点的定位等高水平研究；细胞的一系列分子生物学研究(膜、离子通道、受体、基因、细胞因子等),为临床发展提供动力和线索.
诊断和治疗疾病
在疾病诊断领域,使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液,就能通过其中的蛋白质和DNA(脱氧核糖核酸)诊断出各种疾病.在膜技术方面,用纳米材料制成独特的纳米膜,能过滤、筛去制剂的有害成分,消除因药剂产生的污染,从而保护人体.在抗癌的治疗手段方面,德国一家医院的研究人员将一些极其细小的氧化铁纳米颗粒,注入患者的癌瘤里,然后将患者置于可变的磁场中,使患者癌瘤里的氧化铁纳米颗粒升温到45～47摄氏度,这温度足以烧毁癌瘤细胞,而周围健康组织不会受到伤害.
在疾病的治疗方面：
1、组装新的DNA：基因治疗所面临的最大挑战是：首先要使质粒DNA分布于特定的细胞器――细胞核内,最后还要使其插入特定的DNA位点.利用纳米技术,可使DNA通过主动靶向作用定位于细胞；将DNA浓缩至50～200nm大小且带上负电荷,有助于其对细胞核的有效入侵；而最后DNA插入细胞核DNA的准确位点则取决于纳米粒子的大小和结构.此时的纳米粒子DNA本身所组成.
2、开发纳米机器人：纽约大学的一个实验室最近制造了一个纳米级机器人,研究人员认为,将来,纳米级机器人可遨游于人体微观世界,随时清除人体中的一切有害物质,激活细胞能量,使人不仅仅保持健康,而且延长寿命.含有纳米计算机的、可人机对话的、有自身复杂能力的纳米机器人(nanorobot).这类分子机器一旦制成,能在一秒钟内完成数十亿个操作动作.
3、寻找生物兼容物质：在人工器官移植领域,只要在人工器官外面涂上纳米粒子,就可预防人工器官移植的排异反应.生物兼容物质的开发,是纳米材料在医学领域中的另一个重要应用.
4、开拓新药：数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体后,可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织.从最近召开的我国首届纳米生物医药研讨会获悉,我国已成功地研制出纳米级的新一代抗菌药物.这种粉末状的纳米颗粒直径只有25纳米,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病微生物有强烈的抑制和杀灭作用,还具有广谱、亲水、环保等多种性能,并因使用天然矿物质而不会产生耐药性.
纳米技术是一项划时代和革命性的技术.预计在今后二三十年中,纳米技术将一直是科技领域最热的课题,纳米医学的新成果不断呈现在我们的面前.